Belajar & Mengetahui Lebih Jauh Tentang Ilmu Elektronika

Apa itu Transformator? Apakah kegunaan dan Fungsinya? Pentigkah? Transformator adalah sebuah komponen elektronika yang sering dipakai dan dipergunakan di tempat umum, seperti Terminal Listrik, Tiang Listrik, Dan yang sering kita gunakan yaitu sebuah Steker Casan untuk Handpone kamu. Mungkin jika tidak ada yang namanya transformator, Alat-alat listrik yang kalian gunakan sehari-hari akan mengalamai konsleting atau kelebihan muatan listrik. Maka dari itu Tranformator dipergunakan untuk menyaring suatu muatan listrik yang berlebihan. Berikut ini definisi lengkap tentang transformator, fungsinya, beserta jenis-jenisnya :

1. Transformator

Transformator atau biasa disebut juga dengan Trafo, adalah suatu peralatan listrik yang mengubah daya listrik AC pada satu level tegangan yang satu ke level tegangan berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik tanpa merubah frekuensinya. Tranformator biasa digunakan untuk mentransformasikan tegangan (menaikkan atau menurunkan tegangan AC). Selain itu, transformator juga dapat digunakan untuk sampling tegangan, sampling arus, dan juga mentransformasi impedansi. Transformator terdiri dari dua atau lebih kumparan yang membungkus inti besi feromagnetik. Kumparan-kumparan tersebut biasanya satu sama lain tidak dihubungkan secara langsung. Kumparan yang satu dihubungkan dengan sumber listrik AC (kumparan primer) dan kumparan yang lain mensuplai listrik ke beban (kumparan sekunder). Bila terdapat lebih dari dua kumparan maka kumparan tersebut akan disebut sebagai kumparan tersier, kuarter, dan seterusnya. 

Transformator bekerja berdasarkan prinsip elektromagnetik. Ketika Kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada kumparan primer menimbulkan perubahan medan magnet. Medan magnet yang berubah diperkuat oleh adanya inti besi. Inti besi berfungsi untuk mempermudah jalan fluksi yang ditimbulkan oleh arus listrik yang melalui kumparan, sehingga fluks magnet yang timbulkan akan mengalir ke kumparan sekunder, sehingga pada ujung-ujung kumparan sekunder akan timbul ggl induksi. Efek ini dinamakan induktansi timbal-balik (mutual inductance). Bila pada rangkaian sekunder ditutup (rangkaian beban) maka akan mengalir arus pada kumparan sekunder. Jika efisiensi sempurna (100%), semua daya pada lilitan primer akan dilimpahkan ke lilitan sekunder.

Jika kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan AC, besi lunak akan menjadi electromagnet. Karena arus yang mengalir tersebut adalah arus AC, garis-garis gaya electromagnet selalu berubah-ubah. Oleh karena itu, garis-garis gaya yang dilingkupi oleh kumparan sekunder juga berubah-uba. Perubahan garis gaya itu menimbulkan GGL induksi pada kumparan sekunder. Hal itu menyebabkan pada kumparan sekunder mengalor arus AC (arus Induksi). 

Simbol Transformator :

2. Penggunaan Dan Kegunaan Transformator

Dalam bidang kelistrikan, trafo banyak sekali manfaatnya. Dalam sistem tenaga, trafo daya digunakan untuk menaikan tegangan dari sisi pembangkitan ke sisi transmisi (trafo step up) dan digunakan untuk menurunkan tegangan dari sisi transmisi ke sisi distribusi (trafo step down). Hal ini bertujuan agar losses (daya yang hilang menjadi panas) saat transmisi tidak begitu besar. Losses yang dihasilkan ini berasal dari arus pada kawat penghantar. Untuk mengurangi losses ini maka kita harus memperkecil arus pada saluran transmisi yang dapat kita peroleh dengan menaikan level tegangan pada saluran transmisi. Jika kita ingin menaikan/menurunkan tegangan pada perubahan level tegangan yang kecil, kita dapat menggunakan autotransformer. Selain itu trafo juga banyak digunakan pada adaptor peralatan elektronika.

Pada umumnya peralatan elektonika yang biasa kita gunakan seperti laptop dan HP menggunakan listrik DC, tetapi listrik yang disuplai dari jala-jala PLN merupakn listrik AC. itulah mengapa dibutuhkan adaptor. Secara garis besar, adaptor (DC power supply) terdiri dari trafo, rectifier, filter dan voltage regulator. Trafo digunakan untuk menurunkan tegangan AC dari jala-jala PLN ke level tegangan yang diperlukan oleh peralatan elektronik tersebut. Selanjutkan tegangan AC ini akan disearahkan menjadi tegangan DC oleh rectifier. Filter berguna untuk mengurangi riplle/riak dari tegangan DC tersebut sedangkan voltage regulator berguna untuk menjaga agar tegangan dan arus DC tersebut tetap stabil tidak terpengaruh oleh faktor suhu, arus beban dan tegangan input yang berasal dari output filter.

Transformator (trafo) digunakan pada peralatan listrik terutama yang memerlukan perubahan atau penyesuaian besarnya tegangan bolak-balik. Misal radio memerlukan tegangan 12 volt padahal listrik dari PLN 220 volt, maka diperlukan transformator untuk mengubah tegangan listrik bolak-balik 220 volt menjadi tegangan listrik bolak-balik 12 volt.

3. Prinsip Kerja Transformator

Prinsip kerja transformator dapat dijelaskan berdasarkan induksi elektromagnetik, dimana antara sisi primer dan sisi sekunder terdapat penghubung magnetik. Gandengan magnet ini berupa inti besi tempat melakukan fluks bersama. Medan magnet berperan sangat penting sebagai rangkaian proses konversi energi. Melalui medium medan magnet, bentuk energi mekanik dapat diubah menjadi energi listrik, alat konversi ini disebut generator atau sebaliknya dari bentuk energi listrik menjadi energi mekanik, sebagai alat konversi disebut motor.

Pada transformator, gandengan medan magnet berfungsi untuk memindahkan dan mengubah energi listrik dari rangkaian primer ke sekunder melalui prinsip induksi elektromagnetik. Dari sisi pandangan elektris , medan magnet mampu untuk menginduksikan tegangan pada konduktor sedangkan dari sisi pandangan mekanis medan magnet sanggup untuk menghasilkan gaya dan kopel (penggandeng). Kelebihan medan magnet sebagai perangkai proses konversi energi disebabkan terjadinya bahan-bahan magnetik yang memungkinkan diperolehnya kerapatan energi yang tinggi; kerapatan energi yang tinggi ini akan menghasilkan kapasitas tenaga per unit volume mesin yang tinggi pula. Jelaslah bahwa pengertian kuantitatif tentang medan magnet dan rangkaian magnet merupakan bagian penting untuk memahami proses konversi energi listrik.

Intinya adalah Ketika Kumparan primer dihubungkan dengan sumber tegangan bolak-balik, perubahan arus listrik pada kumparan primer menimbulkan medan magnet yang berubah. Medan magnet yang berubah diperkuat oleh adanya inti besi dan dihantarkan inti besi ke kumparan sekunder, sehingga pada ujung-ujung kumparan sekunder akan timbul ggl induksi. Efek ini dinamakan induktansi timbal-balik (mutual inductance).

4. Jenis dan Macam Transformator

Terdapat banyak jenis-jenis transistor yang masuk kedalam kategori tertentu misalnya dilihat dari lilitannya, Disini saya akan memaparkan 2 kategori yaitu Berdasarkan Lilitannya dan Jenis secara umum :

A. Berdasarkan Lilitannya

1) Transformator Lilitan Tunggal

Lilitan tunggal merupakan trafo yang memiliki lilitan kumparan yang bagian tengahnya dipercabangkan, yang mana pada transformator gulungan tunggal bagian lilitan primer dan bagian lilitan sekunder masih berhubungan secara langsung. Jadi lilitan ini disebut juga dengan lilitan sistem Hartley. Kekurangan sistem trafo lilitan tunggal ini adalah soal keamanan sengatan listrik yang bisa berbahaya terutama jika bagian primer adalah tegangan tinggi, karena lilitan primer dan sekunder masih berhubungan secara langsung.

2) Transformator Lilitan Induktif

lilitan induktif merupakan trafo yang terdiri dari dua kumparan secara terpisah, yang mana kumparan/lilitan pada trafo ini adalah lilitan primer dan lilitan sekunder seperti pada penjelasan diatas. Lilitan primer dan lilitasn sekunder pada trafo induktif tidak saling berhubungan secara langsung. Prinsip dasar trafo ini adalah lilitan sekunder mendapat induksi dari lilitan primernya melalui sebuah inti sebagai media induksi. Jenis lilitan trafo induksi disebut juga dengan lilitan Amstrong Kelebihan dari trafo induksi adalah keamanan sengatan dari tegangan tinggi pada sekunder jika pada lilitan primernya terdapat tegangan tinggi sedangkan pada sekunder tegangan rendah. Berbeda dengan jenis trafo lilitan tunggal, bagian sekunder akan ikut terkena sengatan listrik dari tegangan primer meskipun bagian sekundernya dibuat untuk menghasilkan tegangan yang rendah.

3) Transformator Lilitan Kombinasi

Trafo dengan lilitan kombinasi merupakan trafo yang mengkombinasikan antara lilitan tunggal dengan lilitan induksi, atau kombinasi sistem Hartley dengan Amstrong. Trafo jenis lilitan kombinasi ini paling banyak digunakan pada saat sekarang ini karena dapat menghasilkan berbagai output dari sekundernya. Misalnya tegangan input jaringan PLN diubah menjadi berbagai tegangan seperti 6V, 9V dan 12V cukup hanya dengan satu trafo saja.

B. Jenis Umum Transformator

1) Step-Up

Transformator step-up adalah transformator yang memiliki lilitan sekunder lebih banyak daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penaik tegangan. Transformator ini biasa ditemui pada pembangkit tenaga listrik sebagai penaik tegangan yang dihasilkan generator menjadi tegangan tinggi yang digunakan dalam transmisi jarak jauh.

2) Step-Down

Transformator step-down memiliki lilitan sekunder lebih sedikit daripada lilitan primer, sehingga berfungsi sebagai penurun tegangan. Transformator jenis ini sangat mudah ditemui, terutama dalam adaptor AC-DC.

3) Autotransformator

Transformator jenis ini hanya terdiri dari satu lilitan yang berlanjut secara listrik, dengan sadapan tengah. Dalam transformator ini, sebagian lilitan primer juga merupakan lilitan sekunder. Fasa arus dalam lilitan sekunder selalu berlawanan dengan arus primer, sehingga untuk tarif daya yang sama lilitan sekunder bisa dibuat dengan kawat yang lebih tipis dibandingkan transformator biasa. Keuntungan dari autotransformator adalah ukuran fisiknya yang kecil dan kerugian yang lebih rendah daripada jenis dua lilitan. Tetapi transformator jenis ini tidak dapat memberikan isolasi secara listrik antara lilitan primer dengan lilitan sekunder. Selain itu, autotransformator tidak dapat digunakan sebagai penaik tegangan lebih dari beberapa kali lipat (biasanya tidak lebih dari 1,5 kali).

4) Autotransformator Variable

Autotransformator variabel sebenarnya adalah autotransformator biasa yang sadapan tengahnya bisa diubah-ubah, memberikan perbandingan lilitan primer-sekunder yang berubah-ubah.

5) Transformator 3 Fasa

Transformator tiga fasa sebenarnya adalah tiga transformator yang dihubungkan secara khusus satu sama lain. Lilitan primer biasanya dihubungkan secara bintang (Y) dan lilitan sekunder dihubungkan secara delta (Δ).

6) Transformator Pulsa

Transformator pulsa adalah transformator yang didesain khusus untuk memberikan keluaran gelombang pulsa. Transformator jenis ini menggunakan material inti yang cepat jenuh sehingga setelah arus primer mencapai titik tertentu, fluks magnet berhenti berubah. Karena GGL induksi pada lilitan sekunder hanya terbentuk jika terjadi perubahan fluks magnet, transformator hanya memberikan keluaran saat inti tidak jenuh, yaitu saat arus pada lilitan primer berbalik arah.

7) Transformator Isolasi

Transformator isolasi memiliki lilitan sekunder yang berjumlah sama dengan lilitan primer, sehingga tegangan sekunder sama dengan tegangan primer. Tetapi pada beberapa desain, gulungan sekunder dibuat sedikit lebih banyak untuk mengkompensasi kerugian. Transformator seperti ini berfungsi sebagai isolasi antara dua kalang. Untuk penerapan audio, transformator jenis ini telah banyak digantikan oleh kopling kapasitor.

Sekian Penjelasan dan uraian tentang Transformator dari saya. Nah Sekarang kamu tahu kan apa itu Transformator, fungsi dari Transformator, jenis Transformator, dan tentunya keguunaan Transformator itu untuk apa. Mungkin ada beberapa informasi yang kamu tidak mengerti atau sulit dipahami. Kamu bisa mencari referensi lainnya tentang Transformator, mungkin saja artikel yang saya buat ini kurang lengkap. Saya harap artikel yang saya buat yaitu tentang Transformator ini dapat memberikan anda sedikit gambaran tentang Transformator, semoga bermanfaat. Terima kasih sudah bersedia membaca.